厭氧及MBR工藝用于垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液處理的工程實(shí)例

常偉杰+陶麗霞+姚黃麗+施勇琪

摘 要：以成都市某垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液處理工程為例，介紹了厭氧和MBR工藝在滲濾液處理中的設(shè)計(jì)參數(shù)、運(yùn)行效果及在調(diào)試運(yùn)行中存在的問題，并提出了設(shè)計(jì)建議和解決方案，以期為垃圾焚燒廠滲濾液系統(tǒng)的厭氧和MBR工藝設(shè)計(jì)提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：垃圾焚燒廠；滲濾液；厭氧；MBR工藝

中圖分類號：X703.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.11.134

文章編號：2095-6835（2016）11-0134-02

生活垃圾焚燒廠滲濾液屬原生垃圾滲濾液。我國城市生活垃圾具有廚余物多、含水率高、熱值低等特點(diǎn)。為了保障焚燒爐的穩(wěn)定運(yùn)行，在焚燒垃圾時，新鮮垃圾應(yīng)經(jīng)過3～5 d的發(fā)酵熟化，從而瀝出大量的滲濾液。瀝出的滲濾液污染物帶有強(qiáng)烈的惡臭味，且具有濃度高、水質(zhì)成分復(fù)雜的特點(diǎn)，內(nèi)含有機(jī)物多為腐殖類高分子碳水化合物和中等分子量的灰黃曲霉酸類等物質(zhì)，處理難度大。

目前，焚燒廠垃圾滲濾液的主流處理工藝為：厭氧+好氧+膜+深度處理。下面以連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行3年的成都市某垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液處理系統(tǒng)為例，介紹主流處理工藝在滲濾液處理中的應(yīng)用。

1 工程概況

成都市某垃圾焚燒發(fā)電廠的設(shè)計(jì)滲濾液處理量為450 m3/d，處理后的污水排入市政污水管網(wǎng)，出水水質(zhì)執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中的三級標(biāo)準(zhǔn)。滲濾液處理站設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

針對滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn)，采用了“預(yù)處理+厭氧（UASB）+MBR工藝+電化學(xué)反應(yīng)器”的處理工藝流程，具體如圖1所示。

2 工藝設(shè)計(jì)參數(shù)

厭氧（UASB）和MBR（A/O+UF）是處理流程的核心工藝單元，其設(shè)計(jì)參數(shù)如表2所示。

3 工程運(yùn)行效果

滲濾液處理工程經(jīng)過3個月的調(diào)試期后進(jìn)入試運(yùn)行期，于2013年通過環(huán)保驗(yàn)收并正式進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。目前，該系統(tǒng)已穩(wěn)定3年，出水水質(zhì)符合設(shè)計(jì)要求。

以下選取了運(yùn)行期間的典型數(shù)據(jù)，并以1個月的運(yùn)行周期進(jìn)行了介紹，厭氧和MBR的監(jiān)測數(shù)據(jù)及去除效果如圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示。

根據(jù)以上實(shí)際檢測的數(shù)據(jù)，可得到以下結(jié)論：①厭氧單元對COD的去除率較高，均可維持在85%以上，在正常運(yùn)行的情況下，厭氧出水通常為8 000 mg/L；MBR單元對COD的去除率在90%以上，正常出水值在600 mg/L左右。②厭氧單元對氨氮的去除率為負(fù)值，基本為-10%；MBR對氨氮的去除率接近100%，大多數(shù)情況下出水氨氮為個位數(shù)甚至檢測不到。③通過檢測厭氧進(jìn)出水的VFA和ALK后發(fā)現(xiàn)，其比值約為1.7.基于傳統(tǒng)理論，其應(yīng)表征為嚴(yán)重酸化，但系統(tǒng)pH仍為偏堿性。從ALK的檢測結(jié)果看，系統(tǒng)中存在大量的碳酸鹽，進(jìn)而形成了緩沖體系，用以維持系統(tǒng)內(nèi)VFA與ALK的平衡。

4 運(yùn)營過程中存在的問題及改進(jìn)建議

4.1 厭氧系統(tǒng)

4.1.1 管道問題

在試運(yùn)行末期，厭氧進(jìn)水管和出水管均存在管垢，厭氧出水管最嚴(yán)重，導(dǎo)致水流不暢。這是因?yàn)槔鴿B濾液中含有大量的無機(jī)鹽，在處理流程中因pH的變化較大，污水中的無機(jī)鹽從水中解離，并附著在管壁上，最終形成管垢。

針對管道結(jié)垢問題提出的設(shè)計(jì)建議包括以下2點(diǎn)：①管道應(yīng)避免采用U形管線，從而減少無機(jī)鹽在管線底部的沉積。②由于相鄰構(gòu)筑物的距離較遠(yuǎn)，導(dǎo)致管道必須采用U形管線。此時。可改用6 m管道法蘭連接，發(fā)現(xiàn)結(jié)垢時可直接從管廊中拆卸更換。

4.1.2 三相分離器問題

在試運(yùn)行的過程中，部分三相分離器出氣管撕裂，導(dǎo)致三相分離器的一端上浮。這是因?yàn)檫\(yùn)行過程中三相分離器配置的出氣管未及時將產(chǎn)生的氣體排出，大量氣體在氣室內(nèi)積聚產(chǎn)生的浮力破壞了三相分離器與厭氧罐、出氣管的連接部位。

針對三相分離器存在的問題，提出以下3點(diǎn)設(shè)計(jì)建議：①厭氧單元COD去除率應(yīng)按照全部去除計(jì)算，沼氣產(chǎn)率應(yīng)按照0.45 m3/kgCOD計(jì)算，預(yù)留20%的沼氣量設(shè)計(jì)量，并控制管道內(nèi)的沼氣流速保持在2～5 m/s，以便能使產(chǎn)生的沼氣沿管道順利排出。②PP板制作的三相分離器運(yùn)輸、安裝方便，但質(zhì)量較輕，安裝時需要特別注意固定鋼架的安全系數(shù)。對于已經(jīng)安裝的由PP板制成的三相分離器，可通過增加配重的方式避免其上浮。③三相分離器的材質(zhì)推薦選用大密度的材料，比如碳鋼、不銹鋼等，此類材料焊接方便，易解決上浮問題。

4.1.3 排泥問題

在試運(yùn)行的過程中，出現(xiàn)了出水懸浮物濃度過高、厭氧處理的效果降低、后續(xù)MBR單元的處理負(fù)荷增加等鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。這是因?yàn)閰捬蹰L期未排泥，導(dǎo)致厭氧污泥的質(zhì)量濃度達(dá)到了100 g/L，超過了厭氧污泥質(zhì)量濃度的設(shè)計(jì)值（60 g/L），且污泥的礦化度高，檢測其f值（VSS/SS）僅為0.24.以無機(jī)物為主的高濃度污泥易沉積在池底，進(jìn)而導(dǎo)致配水系統(tǒng)堵塞，且配水的不均勻會直接影響厭氧處理效果。

針對排泥頻率問題，提出了以下2點(diǎn)運(yùn)營建議：①應(yīng)及時排泥，將污泥的質(zhì)量濃度控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。②在已經(jīng)出現(xiàn)污泥問題的情況下，可利用壓縮空氣對配水系統(tǒng)反沖，從而將堆積在配水系統(tǒng)管道內(nèi)的無機(jī)污泥沖出，恢復(fù)系統(tǒng)的配水和排泥能力。在污泥的質(zhì)量濃度回到設(shè)計(jì)值后，每日可正常排泥，從而解決厭氧污泥的累積問題。

4.2 MBR系統(tǒng)

4.2.1 泡沫問題

在調(diào)試初期和運(yùn)行過程中，水質(zhì)的變化較大時，好氧池會產(chǎn)生大量的生物泡沫，泡沫高度最高可達(dá)1 m，進(jìn)而溢出好氧池，影響了周邊環(huán)境。這是因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)中利用了未經(jīng)處理的好氧池，原水通過穿孔管噴淋消泡，好氧池原水中存在的雜質(zhì)易堵塞穿孔管，進(jìn)而無法正常消泡。

針對泡沫溢出問題，提出了以下2點(diǎn)設(shè)計(jì)建議：①布置消泡系統(tǒng)，并可采用噴頭替代穿孔管，從而提升消泡效果；②在消泡除沫泵的進(jìn)水口處增加懸浮物攔截裝置，從而解決噴頭堵塞問題。

4.2.2 超濾膜問題

在調(diào)試運(yùn)行的過程中，超濾膜堵塞頻繁，處理困難，清堵耗費(fèi)了大量的人力、物力。這主要是因?yàn)檎{(diào)試時投入的污泥中含有雜質(zhì)，特別是毛發(fā)和纖維雜質(zhì)極易導(dǎo)致超濾膜堵塞。

針對超濾膜堵塞問題，提出了以下2點(diǎn)運(yùn)營建議：①調(diào)試投泥時應(yīng)增設(shè)1 mm網(wǎng)徑的不銹鋼網(wǎng)籃，從而減少污泥中的雜質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)。②當(dāng)污泥中的雜質(zhì)已經(jīng)堵塞超濾膜時，可增設(shè)懸浮物攔截裝置，從而對生化池進(jìn)行循環(huán)，不斷減少池內(nèi)的污泥雜質(zhì)。

5 結(jié)論

焚燒廠垃圾滲濾液處理主流工藝經(jīng)實(shí)際運(yùn)營后得出的結(jié)論有以下4點(diǎn)：①在垃圾焚燒發(fā)電廠滲濾液處理系統(tǒng)中，采用厭氧與MBR的組合工藝可有效去除滲濾液中高濃度的COD和氨氮，去除率均可達(dá)到98%以上，這是保證滲濾液水質(zhì)達(dá)標(biāo)的核心工藝單元。②合理規(guī)劃和設(shè)置管路走向，盡量少采用U形管，并設(shè)置直連管路，這樣可有效減少管道結(jié)垢。③在設(shè)計(jì)厭氧單元時，需合理設(shè)置沼氣排放系統(tǒng)的余量。此外，還應(yīng)合理設(shè)置排泥周期，避免厭氧污泥在系統(tǒng)中累積。④在設(shè)計(jì)MBR單元時，需要考慮泡沫的去除問題，并預(yù)防因污泥雜質(zhì)而引發(fā)的超濾膜堵塞問題。

參考文獻(xiàn)

[1]任周鳴.活性污泥法的工藝參數(shù)控制[J].給水排水，2007（11）.

〔編輯：張思楠〕